[發(fā)明專利]一種Si3N4基復合陶瓷及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201711015047.5
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN107663093A
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發(fā)明（設計）人: 伍尚華;劉聰;郭偉明;趙哲
• 申請（專利權）人: 廣東工業(yè)大學
• 主分類號: C04B35/584
• 分類號: C04B35/584;C04B35/645
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權代理有限公司11227
• 代理人: 張春水,唐京橋

1.一種Si₃N₄基復合陶瓷，其特征在于，其制備原料包括：Si₃N₄和添加劑；

所述添加劑為M_xO_y和Re₂O₃；

M選自Mg或Al，1≤x≤3，1≤y≤3；

Re選自Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu。

2.根據(jù)權利要求1所述的Si₃N₄基復合陶瓷，其特征在于，所述Si₃N₄和添加劑的質量比為(85～95):(5～15)。

3.根據(jù)權利要求1所述的Si₃N₄基復合陶瓷，其特征在于，所述添加劑中，M_xO_y和Re₂O₃的質量比為(1～50):(1～50)。

4.一種權利要求1至3任意一項所述的Si₃N₄基復合陶瓷的制備方法，其特征在于，包括：在惰性氣體和真空條件下，將Si₃N₄和添加劑進行熱壓燒結，得到所述Si₃N₄基復合陶瓷；

其中，所述Si₃N₄和添加劑的質量比為(85～95):(5～15)；

所述添加劑為M_xO_y和Re₂O₃；

M選自Mg或Al，1≤x≤3，1≤y≤3；

Re選自Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu。

5.根據(jù)權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述熱壓燒結包括：

a)將Si₃N₄、M_xO_y和Re₂O₃的混合粉體以第一升溫速率升溫至第一溫度1000～1250℃，得到一次燒結體；

b)將所述一次燒結體以第二升溫速率升溫至第二溫度1300～1600℃，得到二次燒結體；

c)保溫0.5～2h后，以降溫速率降至1000～1400℃，最后隨爐冷卻，得到所述Si₃N₄基復合陶瓷。

6.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征在于，在步驟b)和步驟c)之間還包括：將所述二次燒結體以第三升溫速率升溫至第三溫度1600～2000℃，得到三次燒結體。

7.根據(jù)權利要求5或6所述的制備方法，其特征在于，所述第一升溫速率、第二升溫速率和第三升溫速率為5～15℃/min；

所述降溫速率為5～15℃/min。

8.根據(jù)權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述惰性氣體為氮氣；

所述真空條件的真空度為10Pa～0.1MPa；

所述熱壓燒結的載荷為20～40MPa。

9.根據(jù)權利要求4所述的制備方法，其特征在于，在所述預壓之前還包括：將Si₃N₄、M_xO_y和Re₂O₃球磨，得到Si₃N₄、M_xO_y和Re₂O₃的混合粉體；

球磨介質為Si₃N₄球；

所述球磨的球料比為(1～5):1；

球磨時間為4～48h。

10.根據(jù)權利要求9所述的制備方法，其特征在于，在所述球磨和所述熱壓燒結之間還包括：對所述混合粉體進行預壓；

所述預壓的載荷為5～10MPa。